A.圆周运动的运动学特征
圆周运动(物理)
圆周运动（物理）圆周运动是指以圆或圆的一部分为运动轨迹的平面曲线运动。
这是最常见的曲线运动之一。
例如，电机转子、轮子、滑轮等。
都在做圆周运动。
圆周运动运动学圆周运动在运动学中是最简单、最基本的运动形式之一。
一个运动称之为圆周运动，仅仅取决于其运动轨道是否是圆或圆的一部分。
[1]一般而言，平面曲线运动最多有两个自由度。
而圆周运动本质上是给出了一个平面约束，它的存在使得运动的自由度为1。
[2]利用不同的坐标系，我们对圆周轨道有不同的描述方法，例如：采用平面极坐标系或自然坐标系，可以很容易地将圆周运动分解为径向和切向分量。
据此，可以进一步定义为其中只有向心加速度，切向加速度为零，这是圆周运动最简单的特例:匀速圆周运动。
它的线速度不变。
圆周运动不仅可以用线性量来描述，在许多情况下还可以用角量来描述。
选择一条径向线作为后，我们定义一个质点在任意时刻相对于这条线旋转的角度为它的角位置。
这是一个矢量，它的方向可以由右手螺旋法则决定。
角位置对时间的导数定义为角速度，它描述了旋转的速度。
匀速圆周运动的角速度是常数。
角速度对时间的导数定义为角加速度。
当，运动是匀速圆周运动。
利用简单微积分和矢量分析方法，即可得到圆周运动角量和线量之间存在的简明关系，例如：质点的无限小线位移和无限小角位移：；线速度和角速度：；切向加速度和角加速度：；法向加速度：。
以上是势向量，用大写表示其大小不变。
在物理和工程的不同领域，还可以引入其他物理量来表征匀速圆周运动的特征，例如周期，频率，转速等，从而：除此之外，圆周运动的描述还有不同情形下适用的方式，例如对于更一般的平面光滑曲线运动，每个无穷小线段可以近似为一个圆周运动的一部分:将每个无穷小曲线线段视为一个无穷小圆弧，从而在曲线上的每个点附近得到一个圆，称为曲线在该点的曲率圆，其半径称为该点的曲率半径，用来表征该点的弯曲程度。
在研究一般平面曲线运动时，可以直接比较或应用圆周运动中的许多结论。
高中物理【圆周运动】知识点、规律总结
考点一 圆周运动的运动学分析 1．圆周运动各物理量间的关系
自主学习
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2．常见的三类传动方式及特点 (1)皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大 小相等，即 vA＝vB.
3．当 v 一定时，a 与 r 成反比；当 ω 一定时，a 与 r 成正比． 4．向心力是效果力，在分析完物体受到的重力、弹力、摩擦力等性质力后，不能 另外添加一个向心力．
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5．物体做匀速圆周运动还是偏离圆形轨道完全是由实际提供的向心力和所需的向 心力间的大小关系决定的．
6．皮带传动和摩擦传动装置中两轮边缘线速度大小相等，而同轴传动装置中两轮 角速度相等．
向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是
几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力．
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2．运动模型 运动模型
飞机水平转弯
火车转弯
向心力的来源图示
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运动模型 圆锥摆
飞车走壁
向心力的来源图示
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运动模型 汽车在水平路面转弯
水平转台(光滑)
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三、离心现象 1．定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需 __向__心__力__的情况下，就做逐渐远离圆心的运动． 2．本质：做圆周运动的物体，由于本身的_惯__性___，总有沿着圆周切线方向飞出去 的趋势．
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3．受力特点 (1)当 F ＝mω2r 时，物体做匀速圆周运动，如图所示．
(2)摩擦传动和齿轮传动：如图丙、丁所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时， 两轮边缘线速度大小相等，即 vA＝vB.
第四章曲线运动第三节圆周运动的基本概念和规律
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知识点二 匀速圆周运动
保持不变 的圆周运动． 1．定义：线速度大小____________ 2．性质：向心加速度大小不变，方向____________ 时刻变化 ，是 变加速曲线运动． 大小不变 ，方向始终与速度方向垂直 3．条件：合力____________ 且指向圆心．
2017/7/29
►
2017/7/29
变式题 如图 18－5 所示，两段长均为 L 的轻质线共同系 住一个质量为 m 的小球， 另一端分别固定在等高的 A、 B 两点， A、B 两点间距也为 L.现使小球在竖直平面内做圆周运动，当 小球到达最高点时速率为 v，两段线中张力恰好均为零；若小 球到达最高点时速率为 2v，则此时每段线中张力大小为( A．2 3mg B. 3mg C．3mg D．4mg )
2017/7/29
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[答案] C
[解析] 在松手前，甲、乙两小孩做圆周运动的向心力均由静 摩擦力及拉力的合力提供， 且静摩擦力均达到了最大静摩擦力． 因 为这两个小孩在同一个圆盘上转动，故角速度 ω 相同，设此时手 中的拉力为 F， 则对甲： fm－F＝mω2R 甲， 对乙： F＋fm＝mω2R 乙．当 松手时，F＝0，乙所受的最大静摩擦力小于所需要的向心力，故 乙做离心运动，然后落入水中；甲所受的静摩擦力变小，直至与它 所需要的向心力相等， 故甲仍随圆盘一起做匀速圆周运动， 选项 C 正确．
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[点评] 解决圆周运动问题的基本步骤： (1)审清题意，确定研究对象； (2)分析物体的运动情况，即物体的线速度、角速度、周期、 轨道平面、圆心、半径等； (3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，并确定向心力的 来源； (4) 根据牛顿第二定律列方程； (5)求解，必要时进行讨论．
《第六章 4 生活中的圆周运动》作业设计方案
《生活中的圆周运动》作业设计方案（第一课时）一、作业目标1. 复习和巩固圆周运动的基本概念和原理；2. 结合日常生活实例，运用所学知识分析圆周运动现象；3. 培养观察、分析和解决问题的能力。
二、作业内容1. 阅读教材相关章节，完成以下题目：（1）列举至少三个生活中的圆周运动现象；（2）阐述圆周运动的基本特征。
2. 观察并记录至少一个圆周运动现象，分析其运动特点，并尝试用所学知识解释现象产生的原因。
三、作业要求1. 独立完成作业，禁止抄袭；2. 结合日常生活实例进行分析，注重理论与实践的结合；3. 书写规范，字迹清晰。
四、作业评价1. 作业完成情况：是否按时完成、是否独立完成；2. 答案准确性：是否正确理解圆周运动概念和原理，分析是否合理；3. 创新性：是否运用所学知识分析出新的圆周运动现象；4. 鼓励积极回答和讨论，共同进步。
五、作业反馈1. 学生提交作业后，教师将对学生作业进行批改，并给出相应的评价和建议；2. 将优秀作业展示在班级学习园地，激励学生积极参与；3. 对普遍存在的问题，将在下次课堂上进行集中讲解和答疑；4. 对未按时完成或抄袭等不良行为的学生，将进行提醒和指导，以确保所有学生都能认真对待作业。
作业设计方案（第二课时）一、作业目标：通过本次作业，学生应能够：1. 深化对圆周运动的理解，掌握圆周运动的运动学特征和动力学规律；2. 将圆周运动知识应用于实际生活，提高解决实际问题的能力；3. 培养独立思考和团队协作能力。
二、作业内容：1. 完成以下任务：选择一个你熟悉的圆周运动实例，设计一个实验方案，测量相关物理量（如半径、角速度、线速度等），并计算出相关的物理量（如向心加速度）。
实验过程中，注意安全和规范操作。
2. 将你的实验报告整理成一篇300字字以上的文章，包括实验目的、实验原理、实验步骤、实验结果分析等。
3. 小组讨论：小组内分享各自设计的圆周运动实验方案，讨论方案的可行性，提出改进意见，并汇总成一份小组的实验报告。
福建省漳浦县道周中学2014年高考物理总复习 专题三 曲线运动 万有引力与航天
福建省漳浦县道周中学2014年高考物理总复习 专题三 曲线运动 万有引力与航天一、圆周运动的运动学分析 1．匀速圆周运动(1)特点：线速度的大小不变，角速度、周期和频率都是恒定不变的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的．(2)性质：是线速度大小不变而方向时刻变化的变速曲线运动，是加速度大小不变而方向时刻改变的变加速曲线运动．(3)向心加速度和向心力：仅存在向心加速度．向心力就是做匀速圆周运动的物体所受外力的合力．(4)质点做匀速圆周运动的条件：合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心．2．传动装置特点(1)同轴传动：固定在一起共轴转动的物体上各点角速度相同．(2)皮带传动：不打滑的摩擦传动和皮带(或齿轮)传动的两轮边缘上各点线速度大小相等．(3)在讨论v 、ω、r 三者关系时，应采用控制变量法，即保持其中一个量不变来讨论另外两个量的关系．【例1】 (宁夏理综高考.30)如图3所示为某一皮带传动装置．主动轮的半径为r 1，从动轮的半径为r 2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n ，转动过程中皮带不打滑．下列说法正确的是( )图3A.从动轮做顺时针转动B.从动轮做逆时针转动C.从动轮的转速为r 1r 2nD.从动轮的转速为r 2r 1n图4[针对训练1] 如图4所示，轮O 1、O 3固定在同一转轴上，轮O 1、O 2用皮带连接且不打滑．在O 1、O 2、O 3三个轮的边缘各取一点A 、B 、C ，已知三个轮的半径比r 1∶r 2∶r 3＝2∶1∶1，求：(1)A 、B 、C 三点的线速度大小之比v A ∶v B ∶v C ； (2)A 、B 、C 三点的角速度之比ωA ∶ωB ∶ωC ； (3)A 、B 、C 三点的向心加速度大小之比a A ∶a B ∶a C . 二、圆周运动中的动力学问题分析 1．向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力． 2．分析下列各情景中的向心力来源 图形 向心力来源星绕地球做汽车通过拱形桥时(1)圆周可看成是牛顿第二定律应用的进一步延伸．将牛顿第二定律F ＝ma 应用于圆周运动，F 就是向心力，a 就是向心加速度，即得：F ＝ma n ＝m v 2R ＝m ω2R ＝m 4π2T2R(2)基本思路①明确研究对象．②分析运动情况：即做什么性质的圆周运动(匀速圆周运动？变速圆周运动？)；确定轨道所在的平面和圆心位置，从而确定向心力的方向．③分析受力情况(注意不要把向心力作为某一性质的力进行分析)，在向心方向求合外力(即选定向心方向为正方向)．④由牛顿第二定律列方程，根据已知量和要求量选择合适的向心加速度公式． ⑤求解或进行必要的讨论．图5【例2】 (2010·山东省泰安市高三第二轮复习质量检测)如图5所示，物块P 置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c 沿半径指向圆心，a 与c 垂直，下列说法正确的是( )A ．当转盘匀速转动时，P 受摩擦力方向为b 方向B ．当转盘加速转动时，P 受摩擦力方向可能为a 方向C ．当转盘加速转动时，P 受摩擦力方向可能为c 方向D ．当转盘减速转动时，P 受摩擦力方向可能为d 方向图6【例3】 如图6所示，在光滑的水平面上有两个质量相同的球A 和球B ，A 、B 之间以及B 球与固定点O 之间分别用两段轻绳相连并以相同的角速度绕着O 点做匀速圆周运动，如果OB ＝2AB ，则绳OB 与绳BA 的张力之比为( ) A ．2∶1 B ．3∶2 C ．5∶3 D ．5∶2[针对训练2] 2009年10月10日，美国空军“雷鸟”飞行表演队在泰国首都曼谷进行了精彩的飞行表演．飞行员驾机在竖直平面内做圆环特技飞行，若圆环半径为1 000 m ，飞行速度为100 m /s ，求飞行在最高点和最低点时飞行员对座椅的压力是自身重力的多少倍．(g ＝10 m /s 2) 考点一 同步卫星同步卫星的五个“一定”1．轨道平面一定：轨道平面与赤道平面共面． 2．周期一定：与地球自转周期相同，即T ＝24 h. 3．角速度一定：与地球自转的角速度相同．4．高度一定：由G Mm (R ＋h )2＝m 4π2T 2(R ＋h )得同步卫星离地面的高度h ＝ 3GMT 24π2－R .5．速率一定：v ＝GMR ＋h. 考点二 万有引力定律及其应用 重力与重力加速度1．关于重力(1)在地面上，忽略地球自转时，认为物体的向心力为零．各处位置均有mg ＝GMm R2(2)由于F n ＝mR ω2非常小，所以对一般问题的研究认为F n ＝0，mg ＝GMm R22．重力加速度(1)任意星球表面的重力加速度：在星球表面处，由于万有引力近似等于重力，G MmR2＝mg ，g ＝GM R2.(R 为星球半径，M 为星球质量)(2)星球上空某一高度h 处的重力加速度：G Mm ＋2＝mg′，g′＝GM ＋2随着高度的增加，重力加速度逐渐减小．【例1】 (2009·江苏单科·3)英国《新科学家(New Scientist )》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ 1650—500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R 约为45 km ，质量M 和半径R 的关系满足M R ＝c22G(其中c 为光速，G 为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为( ) A ．108 m /s 2 B ．1010 m /s 2 C ．1012 m /s 2 D ．1014 m /s 2二、天体质量和密度的估算1．解决天体圆周运动问题的一般思路利用万有引力定律解决天体运动的一般步骤 (1)两条线索①万有引力提供向心力F ＝F n .②重力近似等于万有引力提供向心力．(2)两组公式①G Mm r 2＝m v 2r ＝m ω2r ＝m 4π2T2r②mg r ＝m v 2r ＝m ω2r ＝m 4π2T2r(g r 为轨道所在处重力加速度)2．天体质量和密度的计算(1)利用天体表面的重力加速度g 和天体半径R.由于G Mm R 2＝mg ，故天体质量M ＝gR 2G ，天体密度ρ＝M V ＝M 43πR 3＝3g 4πGR.(2)通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径r 进行计算．①由万有引力等于向心力，即G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，得出中心天体质量M ＝4π2r3GT2；②若已知天体的半径R ，则天体的密度ρ＝M V ＝M 43πR 3＝3πr3GT 2R3；③若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径r 等于天体半径R ，则天体密度ρ＝3πGT2.可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T ，就可估算出中心天体的密度．【例2】 已知万有引力常量G ，地球半径R ，月球和地球之间的距离r ，同步卫星距地面的高度h ，月球绕地球的运转周期T 1，地球的自转周期T 2，地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M 的方法：同步卫星绕地心做圆周运动，由G Mm h 2＝m(2πT 2)2h 得M ＝4π2h 3GT 22.(1)请判断上面的结果是否正确，并说明理由．如不正确，请给出正确的解法和结果． (2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果． 三、对人造卫星的认识及变轨问题 1．人造卫星的动力学特征 万有引力提供向心力，即G Mm r 2＝m v 2r ＝mr ω2＝m(2πT )2r 2．人造卫星的运动学特征(1)线速度v ：由G Mm r 2＝m v 2r 得v ＝ GMr ，随着轨道半径的增大，卫星的线速度减小．(2)角速度ω：由G Mm r2＝m ω2r 得ω＝GMr3，随着轨道半径的增大，卫星的角速度减小． (3)周期：由G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，得T ＝2π r3GM，随着轨道半径的增大，卫星的运行周期增大．3．卫星的稳定运行与变轨运行分析 (1)什么情况下卫星稳定运行？卫星所受万有引力恰等于做匀速圆周运动的向心力时，将保持匀速圆周运动．满足的公式：G Mm r 2＝mv2r.(2)变轨运行分析：当卫星由于某种原因速度突然改变时(开启或关闭发动机或空气阻力作用)，万有引力就不再等于所需的向心力，卫星将做变轨运行．①当v 增大时，所需向心力mv2r 增大，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大，但卫星一旦进入新的轨道运行，由v ＝GM r知其运行速度要减小，但重力势能、机械能均增加．②当卫星的速度突然减小时，向心力mv2r减小，即万有引力大于卫星所需的向心力，因此卫星将做向心运动，同样会脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，进入新轨道运行时由v ＝ GMr知其运行速度将增大，但重力势能、机械能均减少(卫星的发射和回收就是利用了这一原理)．图3【例3】 (2010·江苏单科·6)2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A 点从圆形轨道 Ⅰ 进入椭圆轨道 Ⅱ ，B 为轨道 Ⅱ 上的一点，如图3所示．关于航天飞机的运动，下列说法中不正确的有( ) A ．在轨道 Ⅱ 上经过A 的速度小于经过B 的速度B ．在轨道 Ⅱ 上经过A 的动能小于在轨道 Ⅰ 上经过A 的动能C ．在轨道 Ⅱ 上运动的周期小于在轨道 Ⅰ 上运动的周期D ．在轨道 Ⅱ 上经过A 的加速度小于在轨道 Ⅰ 上经过A 的加速度 四、环绕速度与发射速度的比较及地球同步卫星 1．环绕速度与发射速度的比较近地卫星的环绕速度v ＝ G MR＝gR ＝7.9 km /s ，通常称为第一宇宙速度，它是地球周围所有卫星的最大环绕速度，是在地面上发射卫星的最小发射速度．不同高度处的人造卫星在圆轨道上的运行速度v ＝ G Mr，其大小随半径的增大而减小．但是，由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力做功，所以将卫星发射到离地球越远的轨道，在地面上所需的发射速度就越大． 2．地球同步卫星特点(1)地球同步卫星只能在赤道上空．(2)地球同步卫星与地球自转具有相同的角速度和周期． (3)地球同步卫星相对地面静止． (4)同步卫星的高度是一定的．【例4】 我国成功发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”．设该卫星的运行轨道是圆形的，且贴近月球表面．已知月球的质量约为地球质量的181，月球的半径约为地球半径的14，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km /s ，则该探月卫星绕月运行的速率约为( )A ．0.4 km /sB ．1.8 km /sC ．11 km /sD ．36 km /s 五、双星问题【例5】 (2010·重庆理综)月球与地球质量之比约为1∶80.有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某点O 做匀速圆周运动．据此观点，可知月球与地球绕O 点运动的线速度大小之比约为( ) A ．1∶6 400 B ．1∶80C．80∶1 D．6 400∶1六、万有引力定律与抛体运动的结合【例6】(2011·象山北仓两城适应性考试)在太阳系中有一颗行星的半径为R，若在该星球表面以初速度v0竖直上抛一物体，则该物体上升的最大高度为H.已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计(万有引力常量G未知)．则根据这些条件，可以求出的物理量是( )A.该行星的密度B.该行星的自转周期C.该星球的第一宇宙速度D.该行星附近运行的卫星的最小周期。
专题26圆周运动的运动学分析(解析版)—2023届高三物理一轮复习重难点突破
专题26圆周运动的运动学分析考点一描述圆周运动的物理量1.线速度定义式：v ＝Δs Δt（单位：m/s，Δs 为Δt 时间内通过的弧长如下图）2.角速度定义式：ω＝ΔθΔt（单位：rad/s，Δθ为半径在Δt 时间内转过的角度如下图）3.周期（T ）：匀速圆周运动的物体沿圆周运动一周所用的时间（单位：s）4.转速（n ）：单位时间内物体转过的圈数（单位：r/s、r/min）5.向心加速度：a n ＝ω2r ＝v 2r ＝4π2T2r .6.相互关系：v ＝ωr v ＝2πr Tω＝2πTT ＝n1ω＝2πn1．下列说法正确的是（）A．匀速圆周运动是一种匀速运动B．匀速圆周运动是一种匀变速运动C．匀速圆周运动是一种变加速运动D．物体做圆周运动时，线速度不变【答案】C 【解析】D．物体做圆周运动时，由于线速度的方向时刻改变，故线速度是变化的，D 错误；A．匀速圆周运动线速度大小不变，方向时刻改变，不是匀速运动，A 错误；BC．因为匀速圆周运动的向心加速度时刻改变，故匀速圆周运动不是匀变速运动，是变加速运动，B 错误，C 正确。
2.质点做匀速圆周运动时，下面说法正确的是（）A．向心加速度一定与旋转半径成反比，因为=2B．向心加速度一定与角速度成反比，因为an =ω2r C．角速度一定与旋转半径成正比，因为=D．角速度一定与转速成正比，因为ω=2πn【解析】A．根据=2知，线速度相等时，向心加速度才与旋转半径成反比，故A 错误；B．根据=B 2知，半径相等时，向心加速度才与角速度的平方成正比，故B 错误；C．根据=知，当v 一定时，角速度与旋转半径成反比，故C 错误；D．根据=2B 可知，角速度一定与转速成正比，故D 正确。
3.(多选)如图为甲、乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的关系图线，甲图线为双曲线的一支，乙图线为直线。
由图像可以知道()A．甲球运动时，线速度的大小保持不变B．甲球运动时，角速度的大小保持不变C．乙球运动时，线速度的大小保持不变D．乙球运动时，角速度的大小保持不变【答案】AD 【解析】题图的图线甲中a 与r 成反比，由a ＝v 2r可知，甲球的线速度大小不变，由v ＝ωr 可知，随r 的增大，角速度逐渐减小，A 正确，B 错误；题图的图线乙中a 与r 成正比，由a ＝ω2r 可知，乙球运动的角速度大小不变，由v ＝ωr 可知，随r 的增大，线速度大小增大，C 错误，D 正确。
力学圆周运动公式整理
力学圆周运动公式整理圆周运动是力学中的一个重要概念，描述了物体在圆周轨道上的运动特征。
本文将对圆周运动的公式进行整理和探讨，以便更好地理解和应用圆周运动的原理。
一、圆周运动的基本概念圆周运动是指物体在半径为R的圆周轨道上做匀速运动的现象。
在圆周运动中，物体的速度大小保持不变，但方向却随着时间不断改变。
这种改变的方向对应着物体在力的作用下所受到的向心力。
二、圆周运动的基本量1. 角速度（ω）：角速度是描述物体在圆周轨道上旋转的快慢的物理量。
角速度的单位是弧度/秒（rad/s），可用公式表示为：ω = Δθ/Δt其中，Δθ表示角度的变化量，Δt表示时间的变化量。
2. 周期（T）和频率（f）：周期是指物体完成一次圆周运动所需的时间。
频率则是指每单位时间内圆周运动的次数。
二者之间存在以下关系：T = 1/f3. 线速度（v）：线速度是指物体沿圆周轨道的线段上运动的速度。
线速度的大小等于物体在单位时间内沿圆周轨道所走过的弧长。
线速度的公式为：v = ω · R其中，R为圆的半径。
三、圆周运动的运动学公式1. 位移（s）：描述物体在圆周运动中位置变化的物理量。
位移的大小等于物体所走过的弧长，可以用公式表示为：s = θ · R其中，θ为物体所转过的角度。
2. 加速度（a）：加速度是描述物体在圆周运动中加速或减速的物理量。
加速度的大小等于物体的线速度与角速度的乘积，即：a = ω · v = ω^2 · R其中，v为线速度。
四、圆周运动的动力学公式1. 向心加速度（ac）：向心加速度是指物体在圆周运动中受到的向心力引起的加速度。
它的大小是由向心力与物体质量之比决定的，即：ac = Fc/m = ω^2 · R其中，Fc为向心力，m为物体质量。
2. 向心力（Fc）：向心力是使物体保持圆周运动的中心向内的力。
根据牛顿第二定律可得到向心力的公式：Fc = m · ac = m · ω^2 · R其中，m为物体质量。
圆周运动规律
F合大小不变，始终与速度垂直 （合力就等于向心力）
变速圆周运动：
F合大小方向不断变化，不始终与速度垂直
（合力的径向分力等于向心力）
向心力 F n
1、向心力的命名
向心力是根据力的作用效果命名的，是效果力
2、向心力的本质
向心力是物体所受的合力在垂直于速度方向上的分力
3、向心力的来源 可能是某一个力
可能是某一个力的分力 可能是某几个力的合力 可能是某几个力分力的合力
Fn
已知受力求运动
Fn
m
v2 r
已知运动求受力
速度 半径
运动分析 几何关系
水平面内的圆周运动（匀速圆周运动）
圆锥摆 物体仅受重力和一个弹力在水平面内做圆周运动。
Nα
α
N cos mg
N
sin
v2 m
mr 2
r
g tan v2 r 2
mg
r
水平面内的圆周运动（匀速圆周运动）
等倾
A
B
等长
α
A B
圆周运动与直线运动的区别：
直线运动
匀速圆周运动
合力方向
合力效果
加速度 牛顿第二
定律
F合
与速度方向共线 只改变速度大小
a v t
F合 ma
θ
F合
与速度方向垂直
（指向圆心）
只改变速度方向
a v v2 r 2
t r v2
F合 ma m r
应用
解圆周运动的状态
确定对象 受力分析 力的运算
向心力
圆周运动
圆周运动的运动学
描述圆周运动的物理量间的关系
假设物体用了时间T转动了一周，半径为r，则：
2025年新高考物理-圆周运动(解析版)
圆周运动1.高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题描述圆周运动的基本物理量2024年辽宁卷计算题圆锥摆模型2024年江西卷实验题水平圆盘模型2024年海南卷2.命题规律及备考策略【命题规律】高考对圆周运动基本规律的考查较为频繁，大多联系实际生活。
圆周运动的临界问题的单独考查不是太常见，大多在综合性的计算题中出现的比较频繁，并且会结合有关的功能关系。
【备考策略】1.掌握圆周运动各个物理量之间的关系。
2.能够分析圆周运动的向心力的来源，并会处理有关锥摆模型、转弯模型、圆盘模型的动力学问题。
3.掌握水平面内圆盘模型的动力学分析及临界条件。
4.掌握竖直面内圆周运动的基本规律，并能够联系实际问题做出相应问题的分析。
【命题预测】重点关注竖直面内圆周运动规律在综合性问题中的应用。
一、匀速圆周运动及其描述1．匀速圆周运动(1)定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动。
(2)特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动。
(3)条件：合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心。
2．描述匀速圆周运动的物理量及其关系(1)线速度：v=ΔsΔt =2πrT，描述物体圆周运动快慢的物理量。
(2)角速度：ω=ΔθΔt =2πT，描述物体绕圆心转动快慢的物理量。
(3)周期和频率：T=2πrv，T=1f，描述物体绕圆心转动快慢的物理量。
(4)向心加速度：a n=rω2=v2r =ωv=4π2T2r，描述速度方向变化快慢的物理量。
二、匀速圆周运动的向心力1．向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加一个向心力。
2．向心力的确定(1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置。
(2)分析物体的受力情况，所有的力沿半径方向指向圆心的合力，就是向心力。
3．向心力的公式：F n=ma n=m v2r =mω2r=m4π2T2r。
课时2：圆周运动1
高三课时教（学）案
学科：物 理
课 题
姓名_________
__
使用时间：2010 年
月____日
编制 审核
编号
张 辉 张祥虎 罗明耀 于蕾蕾
§4.3 圆周运动（1）
1. 描述圆周运动的物理量及其关系 2. 圆周运动中动力学问题
学习目标 自学要求
1、看学案“知识回顾与梳理”栏目，带着问题看教材，完成填空或思考题（５分钟） 2、完成典型例题和思考题，准备上黑板展示，不会的把疑问写出来（25 分钟）
针对练习、长度不同的两根细绳悬于同一点，另 一端各系一个质量相同的小球，使它们在同 一水平面内作圆锥摆运动，如图所示，则两 个圆锥摆相同的物理量是： A．周期 B．线速度的大小 C．向心力 D．绳的拉力
第3页
自 主 学
案
内பைடு நூலகம்
容
教师备课（学生笔记）
三、当堂检测：
1、变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度档，下图是某一“奇安特” 变速车齿轮转动结构示意图，图中 A 轮有 48 齿,B 轮有 42 齿，C 轮有 18 齿，D 轮有 12 齿。那么该车可 变换________种不同档位；且 A 与 D 轮组合时，两轮的角速度之比 A:D=_____________。 2、如图所示，内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平 面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球 A 和 B 紧贴着内壁分别在如图所示的水平面内做匀速 圆周运动，则（ ） A．球 A 的线速度一定大于球 B 的线速度 B．球 A 的角速度一定大于球 B 的角速度 C．球 A 的向心加速度一定大于球 B 的向心加速 度 D．球 A 对筒壁的压力一定大于球 B 对筒壁的压力 3、用一根细线一端系一小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥顶上， 如图 8 所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为 ω，细线 的张力为 FT，则 FT 随 ω2 变化的图象是图中的 ( )
运动学中的圆周运动与简谐振动
运动学中的圆周运动与简谐振动运动学是物理学中研究物体运动状态、运动规律的分支学科。
在运动学中，圆周运动和简谐振动是两个常见的运动形式。
本文将探讨圆周运动和简谐振动在运动学中的特性和应用。
一、圆周运动在物理学中，圆周运动指物体在一个平面上沿着一条圆弧运动的情形。
而当物体在进行圆周运动时，它受到向心力的作用。
向心力的大小与物体的质量和速度的平方成正比，与运动的半径成反比。
圆周运动的速度可以用线速度或角速度来描述。
1.1 线速度和角速度线速度是指物体在圆周上运动的速度，可以表示为物体在圆周上运动的路程除以所花费的时间。
在圆周运动中，线速度的大小与物体沿圆周弧长所运动的距离和所花费的时间成正比。
如果用v表示线速度，l表示弧长，t表示所花费的时间，那么线速度v可以表示为v=l/t。
角速度是指物体在圆周运动中所占据的角度的变化速率。
通常用小写希腊字母ω来表示角速度，单位为弧度/秒。
角速度可以用角度或弧度来表示，其中1弧度=180°/π。
1.2 向心力和向心加速度在圆周运动中，物体受到向心力的作用。
向心力的大小与物体的质量和线速度的平方成正比，与圆周运动的半径成反比。
向心力的方向与物体运动方向垂直，指向圆心。
根据牛顿第二定律，向心力可以表示为F=mv²/r，其中F表示向心力，m表示物体的质量，v表示物体的线速度，r表示圆周运动的半径。
通过对向心力的分析，可以获得物体的向心加速度。
1.3 圆周运动的应用圆周运动在日常生活和工程领域中有广泛的应用。
例如，摩天轮、行星绕太阳的运动、地球的自转等都属于圆周运动。
工程上的一些设备，如离心机、离心泵等也利用了圆周运动的原理。
二、简谐振动简谐振动是指一个物体在受力驱动下沿着固定轨道来回振动的运动。
简谐振动具有周期性和重复性，其运动规律可以用正弦或余弦函数来描述。
简谐振动是一个重要的物理现象，广泛应用于科学领域和工程实践中。
2.1 简谐振动的特性简谐振动具有以下特性：- 振动物体在平衡位置附近往复振动；- 振幅是振动物体距离平衡位置最大偏离的距离；- 周期是振动物体完成一次往复振动所需要的时间；- 频率是振动物体完成一个周期所需要的次数。
高一物理必修2圆周运动知识点归纳
⾼⼀物理必修2圆周运动知识点归纳 圆周运动是⾼考的重点内容和命题频率最⾼的知识点。
下⾯店铺给⼤家带来⾼⼀物理必修2圆周运动知识点，希望对你有帮助。
⾼⼀物理必修2圆周运动知识点 ⼀、考点理解 1、关于匀速圆周运动 (1)条件：①物体在圆周上运动;②任意相等的时间⾥通过的圆弧长度相等。
(2)性质：匀速圆周运动是加速度变化(⼤⼩不变⽽⽅向不断变化)的变加速运动。
(3)匀速圆周运动的向⼼⼒： ①是按⼒的作⽤效果来命名的⼒，它不是具有确定性质的某种⼒，相反，任何性质的⼒都可以作为向⼼⼒。
例如，⼩铁块在匀速转动的圆盘上保持相对静⽌的原因是，静摩擦⼒充当向⼼⼒，若圆盘是光滑的，就必须⽤线细拴住⼩铁块，才能保证⼩铁块同圆盘⼀起做匀速转动，这时向⼼⼒是由细线的拉⼒提供。
②向⼼⼒的作⽤效果是改变线速度的⽅向。
做匀速圆周运动的物体所受的合外⼒即为向⼼⼒，它是产⽣向⼼加速度的原因，其⽅向⼀定指向圆⼼，是变化的(线速度⼤⼩变化的⾮匀速圆周运动的物体所受的合外⼒不指向圆⼼，它既要改变速度⽅向，同时也改变速度的⼤⼩，即产⽣法向加速度和切向加速度)。
③向⼼⼒可以是某⼏个⼒的合⼒，也可以是某个⼒的分⼒。
例如，⽤细绳拴着质量为m的物体，在竖直平⾯内做圆周运动到最低点时，其向⼼⼒由绳的拉⼒和重⼒(F向 = T拉 - mg)两个⼒的合⼒充当。
⽽在圆锥摆运动中，⼩球做匀速圆周运动的向⼼⼒则是由重⼒的分⼒(F向= mg*tanθ)，其中θ为摆线与竖直轴的夹⾓)充当，因此决不能在受⼒分析时沿圆⼼⽅向多加⼀个向⼼⼒。
④物体做匀速圆周运动所需向⼼⼒⼤⼩可以表⽰为： F = ma = mv^2/r = mrω^2 = mr*4π^2/(T^2) 2、描述圆周运动的物理量 (1)线速度：v = s/t(s是物体在时间t内通过的圆弧长)，⽅向沿圆弧上该点处的切线⽅向。
描述了物体沿圆弧运动的快慢程度。
(2)⾓速度：ω = θ/t(θ是物体在时间t内绕圆⼼转过的⾓度)，描述了物体绕圆⼼转动的快慢程度。
圆周运动的运动学特征(刘玉兵)
B
1 A B 2 (k ) 2 2 2 1 t t 2 (k )
T1 T2 2
解得： t
A
(2k 1)T1T2 （其中K=1、2、3…） 2(T2 T1 )
例6、如图所示A、B两质点绕同一圆心按顺时针做匀速圆 周运动，A的周期为T1，B的周期为T2，且，T1＜T2，在某一 时刻两质点相距最近，开始计时，问（1）何时刻两质点又 相距最近？（2）何时刻两质点相距最远？
解：（1）再次相距最近时，应该是A比B多转了一个 圈、二个圈、三个圈……。即
A B 2k
解：（2）当没有“圆筒旋转不到半周”的条件限制时，圆筒旋转 的角度有多种可能：
k ( ) (n为转过的周数，K =0,1,2,…)
则子弹穿过圆筒的时间为：t
则子弹的速度为：
v
k ( )
d d t (k 1)
(k z )
例4、如图所示，电风扇有三片均匀分布 的叶片，在频闪周期为T=1/30 s的闪光灯照 射下匀速转动.当看来三个叶片静止不动时， 叶片的转速可能为 A．300 r/mim B．600 r/mim C．1200 r/mim D．1800 r/mim
解：（1）子弹从a穿入到从b穿出圆筒时，圆筒转过的角度为π－ （小于π，圆筒旋转不到半周），则子弹穿过圆筒的时间为：
t
( )
在这段时间内子弹的位移为d，例3、如图所示，直径为d 的纸制圆筒，使它以角速度 ω绕轴O匀速转动，然后使子弹沿直径穿过圆筒，若子弹 在圆筒旋转不到半周时在圆筒上留下a、b两个弹孔，已知 ao、bo夹角为φ，求（1）子弹的速度；(2)若题中“在 圆筒旋转不到半周时”去掉，子弹的速度又如何？
专题一 11 圆周运动(知识点完整归纳)
11 圆周运动1．两种传动方式(1)皮带传动(摩擦传动、齿轮传动)：两轮边缘线速度大小相等． (2)同轴转动：轮上各点角速度相等． 2．匀速圆周运动(1)常见模型：物体随水平平台转动、火车或汽车转弯、圆锥摆模型、天体的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动等．(2)向心力：由合外力提供，只改变速度的方向，不改变速度的大小． (3)动力学规律：F 向＝ma ＝m v 2r ＝mrω2＝mr 4π2T 2＝mr 4π2n 2＝mωv .3．竖直平面内的非匀速圆周运动(1)轻绳(圆轨道内侧)模型：物体能做完整圆周运动的条件是在最高点F ＋mg ＝m v 2R ≥mg ，即v ≥gR ，物体在最高点的最小速度(临界速度)为gR .(2)拱形桥模型：在最高点有mg －F ＝m v 2R ＜mg ，即v ＜gR ；在最高点，当v ≥gR 时，物体将离开桥面做平抛运动．(3)细杆(管形轨道)模型：在最高点的临界条件是v ＝0，当0＜v ＜gR 时物体受到的弹力向上；当v ＞gR 时物体受到的弹力向下；当v ＝gR 时物体受到的弹力为零． (4)常利用动能定理来建立最高点和最低点的速度联系．1．两类临界问题(1)与摩擦力有关的临界极值图1由摩擦力及其他力的合力提供向心力，发生相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值，如图1，小物体随倾斜圆盘匀速转动的最大角速度，就是在最下端时摩擦力达到最大静摩擦力，由μmg cos 30°－mg sin 30°＝mω2r ，可求得ω的最大值． (2)与弹力有关的临界极值压力、支持力的临界条件是物体间的弹力恰好为零；绳上拉力的临界条件是绳恰好拉直且无弹力或绳上拉力恰好为最大承受力． 2．两个结论(1)如图2，在同一水平面上做匀速圆周运动(圆锥摆)的两个小球，由mg tan θ＝mω2h tan θ，知角速度(周期)相同．图2(2)如图3，小球能沿粗糙半圆周从P 经最低点Q 到R ，由于机械能的损失，在前半程的速度(摩擦力)总是大于后半程等高处的速度(摩擦力)，P 到Q 克服摩擦力所做的功大于Q 到R 克服摩擦力所做的功．图3示例1 (描述圆周运动的物理量)(多选)(2019·江苏卷·6)如图4所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为m ，运动半径为R ，角速度大小为ω，重力加速度为g ，则座舱( )图4A ．运动周期为2πR ωB ．线速度的大小为ωRC ．受摩天轮作用力的大小始终为mgD ．所受合力的大小始终为mω2R答案 BD解析 由题意可知座舱运动周期为T ＝2πω，线速度为v ＝ωR ，受到的合力为F ＝mω2R ，选项B 、D 正确，A 错误；座舱的重力为mg ，座舱做匀速圆周运动受到的向心力(即合力)大小不变，方向时刻变化，故座舱受摩天轮的作用力大小时刻在改变，选项C 错误．示例2 (水平面内圆周运动的临界问题)(多选)(2014·全国卷Ⅰ·20)如图5所示，两个质量均为m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴OO ′的距离为l ，b 与转轴的距离为2l ，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g .若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( )图5A ．b 一定比a 先开始滑动B ．a 、b 所受的摩擦力始终相等C ．ω＝kg2l是b 开始滑动的临界角速度 D ．当ω＝2kg3l时，a 所受摩擦力的大小为kmg 答案 AC解析 小木块a 、b 做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即F f ＝mω2R .当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块a ：F f a ＝mωa 2l ，当F f a ＝kmg 时，kmg ＝mωa 2l ，ωa ＝kgl；对木块b ：F f b ＝mωb 2·2l ，当F f b ＝kmg 时，kmg ＝mωb 2·2l ，ωb ＝kg2l，所以b 先达到最大静摩擦力，选项A 正确；两木块滑动前转动的角速度相同，则F f a ＝mω2l ，F f b ＝mω2·2l ，F f a <F f b ，选项B 错误；当ω＝kg2l时b 刚开始滑动，选项C 正确；当ω＝2kg 3l 时，a 没有滑动，则F f a ＝mω2l ＝23kmg ，选项D 错误． 示例3 (竖直面内的圆周运动)(2020·全国卷Ⅰ·16)如图6，一同学表演荡秋千．已知秋千的两根绳长均为10 m ，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg.绳的质量忽略不计．当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s ，此时每根绳子平均承受的拉力约为( )图6A ．200 NB ．400 NC ．600 ND ．800 N答案 B解析 取该同学与踏板为研究对象，到达最低点时，受力如图所示，设每根绳子中的平均拉力为F .由牛顿第二定律知：2F －mg ＝m v 2r ，代入数据得F ＝405 N ，故每根绳子平均承受的拉力约为405 N ，选项B 正确．示例4 (拋体与圆周的结合)(2018·全国卷Ⅲ·25改编)如图7所示，在竖直平面内，一半径为R 的光滑圆弧轨道ABC 和水平轨道P A 在A 点相切，BC 为圆弧轨道的直径，O 为圆心，OA 和OB 之间的夹角为α，sin α＝35.一质量为m 的小球沿水平轨道向右运动，经A 点沿圆弧轨道通过C 点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用．已知小球在C 点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g .求：图7(1)水平恒力的大小和小球到达C 点时速度的大小； (2)小球从C 点落至水平轨道所用的时间． 答案 (1)34mg5gR 2 (2)355Rg解析 (1)设水平恒力的大小为F 0，小球到达C 点时所受合力的大小为F .由力的合成法则有F 0mg＝tan α① F 2＝(mg )2＋F 02②设小球到达C 点时的速度大小为v ，由牛顿第二定律得 F ＝m v 2R③由①②③式和题给数据得F 0＝34mg ④v ＝5gR2⑤ (2)小球离开C 点后在竖直方向上做初速度不为零的匀加速运动，加速度大小为g .设小球在竖直方向的初速度为v ⊥，从C 点落至水平轨道上所用时间为t .由运动学公式有v ⊥t ＋12gt 2＝CD ○10 v ⊥＝v sin α⑪又CD ＝R (1＋cos α)⑫ 由⑤⑦⑩⑪⑫式和题给数据得 t ＝355R g。
圆周运动知识点总结总结
圆周运动知识点总结总结1. 圆周运动的基本概念在圆周运动中，物体沿着一个圆形轨道围绕一个点或轴线做运动。
这个点或轴线被称为圆周运动的中心。
在圆周运动中，物体离中心的距离被称为半径，用符号r表示。
围绕圆心的角度称为角度，通常用符号θ表示。
当物体在圆周运动中通过一个完整的圆周，它所围绕的角度是360度，或者用弧度表示为2π弧度。
2. 圆周运动的运动学描述在圆周运动中，物体在单位时间内通过的角度称为角速度，通常用符号ω表示。
角速度是一个矢量量，它的大小等于单位时间内旋转的角度。
角速度的单位通常是弧度每秒（rad/s）。
物体在圆周运动中所围绕的圆周的长度称为弧长，通常用符号s表示。
弧长和半径之间的关系可以用下面的公式描述：s = rθ在圆周运动中，物体在单位时间内通过的弧长称为线速度，通常用符号v表示。
线速度的大小等于弧长与时间的比值，即v = s/t。
线速度和角速度之间的关系可以用下面的公式描述：v = rω这个公式表明线速度和角速度是成正比的关系。
当半径增大时，线速度也会增大；当角速度增大时，线速度也会增大。
这也说明了在圆周运动中，线速度的方向是垂直于半径的方向。
线速度的方向与角速度的方向有一定的关系，具体关系可根据右手螺旋法则来确定。
3. 圆周运动的动力学描述在圆周运动中，物体所受的向心力（或者称为离心力）是造成它做圆周运动的根本原因。
向心力的大小等于物体的质量和其线速度的平方与半径的乘积之比，即F_c = mv^2/r其中F_c表示向心力，m表示物体的质量，v表示物体的线速度，r表示物体所围绕的圆周的半径。
向心力的方向始终指向圆周运动的中心。
向心力是一种虚拟力，它并不是真实存在的力，但是它却能够改变物体的运动状态，使得物体在圆周运动中始终保持向中心的方向运动。
圆周运动中的向心力和角速度之间有一定的关系。
向心力的大小和角速度的平方成正比，即F_c = mrω^2这个关系表明当角速度增大时，向心力也会增大，从而使得物体在圆周运动中的向中心的加速度也会增大。
圆周运动总结知识要点
圆周运动问题是高考考查的热点，物体在竖直面内的圆周运动中临界条件的考查在高考中多有出现圆周运动的特点：物体所受外力在沿半径指向圆心的合力才是物体做圆周运动的向心力，因此利用矢量合成的方法分析物体的受力情况同样也是本单元的基本方法；只有物体所受的合外力的方向沿半径指向圆心，物体才做匀速圆周运动。
另外，由于在具体的圆周运动中，物体所受除重力以外的合外力总指向圆心，与物体的运动方向垂直，因此向心力对物体不做功，所以物体的机械能守恒。
（一）匀速圆周运动1. 定义：做圆周运动的质点，若在相等的时间内通过的圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动。
2. 运动学特征：v 大小不变，T 不变，ω不变，向a 大小不变；v 和向a 的方向时刻在变，匀速圆周运动是加速度不断改变的变速运动。
3. 动力学特征：合外力大小恒定，方向始终指向圆心。
（二）描述圆周运动的物理量 1. 线速度（1）物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。
（2）方向：质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向。
（3）大小：（s 是t 时间内通过的弧长）。
2. 角速度 （1）物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢。
（s /rad ），ϕ是连接质点（2）大小：和圆心的半径在t 时间内转过的角度。
3. 周期T ，频率f 做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期。
做匀速圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数，叫做频率，也叫转速。
4. v 、ω、T 、f 的关系f 1T =f 2T 2π=π=ωω=π=r r T 2v5. 向心加速度（1）物理意义：描述线速度方向改变的快慢。
（2）大小：=a 0222222v r T 4r f 4r r v ω=π=π=ω=（3）方向：总是指向圆心（三）向心力向F1. 作用效果：产生向心加速度，不断改变质点的速度方向，维持质点做圆周运动，但不改变速度的大小。
2. 大小：rm r mv F 22ω==向3. 来源：向心力是按效果命名的力，可以由某个力提供，也可以由几个力的合力提供或由某个力的分力提供，如同步卫星的向心力由万有引力提供，圆锥摆摆球所受向心力由重力和绳上的拉力的合力提供4. 匀速圆周运动中向心力就是合外力，而在非匀速圆周运动中，向心力是合外力沿半径方向的一个分力，合外力的另一个分力沿切线方向，用来改变线速度的大小。
5.5圆周运动
思 线速度、角速度与周期的关系？
考
线速度与周期的关系：v
=
2πr
T
角速度与周期的关系：ω=
2π
T
v =ωr
22f 2n
T
比较图中A、B、C三点线速度的的大小关系
A B
A、B、C三点的线速度大小相等
①同一转盘上各点的角速度 相同
②同一皮带轮缘上各点的线 速度大小相等
例题
评注
解这类题目时注意抓住转动装置的特点： ➢ 同轴转动的是角速度相等 ➢ 皮带传动的是两轮边缘的向速度大小 相等（不打滑）
5、圆 周 运 动
圆周运动特征：质点的轨迹是圆周、具有周期性
生活中的圆周运动
飞轮 后轮
踏脚 牙盘
自行车哪些点 运动得更快？
思 考
两物体均做圆周运动，怎样比较它们运动的快慢？
比较物体 在一段时 间内通过 的圆弧的 长短
比较物体 在一段时 间内半径 转过的角 度
比较物 体转过 一圈所 用时间
比较物 体在一 段时间 内转过 的圈数
匀速圆周运动
任意相等时间内 通过的圆弧长度
相等
任取两段相等的时 间，比较圆弧长度
v
可见：尽管做匀速圆
周运动的物体在各个
o
时刻的线速度大小相
v
等，但线速度的方向
是不断变化的
v
Байду номын сангаас
变速 速率不变
匀速圆周运动是
运动！
是线速度大小不变的运动！
1、物理意义： 描述质点绕圆心转动的快慢。
2、定义：质点所在的半径转
小 结
1、圆周运动的概念 2、描述圆周运动的几个物理量及其关系
v
=
第四章第3讲圆周运动-2025年高考物理一轮复习PPT课件
高考一轮总复习•物理
第6页
2．描述匀速圆周运动的物理量
项目
定义、意义
公式、单位
线速度(v)
描述做圆周运动的物 体运动 快慢 的物理
(1)v＝ΔΔst＝
2πr T
.
量
(2)单位： m/s
角速度(ω)
描述物体绕圆心 转动快慢 的物理量
(1)ω＝ΔΔθt ＝
2π T
.
(2)单位： rad/s
高考一轮总复习•物理
1 ＝2π×150π.08 r/s＝25 r/min，D 错误．
解析
高考一轮总复习•物理
考点 水平面内圆周运动的动力学分析
1．圆周运动实例分析 实例分析
在匀速转动的圆筒 内壁上，有一物体随 圆筒一起转动而未 发生滑动
图例
动力学方程
FN＝mω2r＝mvr2＝ m2Tπ2r
第25页
高考一轮总复习•物理
高考一轮总复习•物理
第13页
2．自行车的大齿轮 A、小齿轮 B、后轮 C 的半径之比为 4∶1∶16，在用力蹬脚踏板 前进的过程中，关于 A、C 轮缘的角速度、线速度和向心加速度的说法正确的是( )
A．vA∶vC＝1∶4 B．vA∶vC＝1∶16 C．ωA∶ωC＝4∶1 D．aA∶aC＝1∶4
答案
高考一轮总复习•物理
直 观 情 境
第10页
高考一轮总复习•物理
第11页
3.本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力小于做匀速圆周运动 需要的向心力．
高考一轮总复习•物理
第12页
1．思维辨析 (1)匀速圆周运动是匀变速曲线运动．( ) (2)做匀速圆周运动的物体所受合力是保持不变的．( ) (3)做匀速圆周运动的物体向心加速度与半径成反比．( ) (4)做匀速圆周运动的物体角速度与转速成正比．( √ ) (5)随水平圆盘一起匀速转动的物块受重力、支持力和向心力的作用．( )
圆周运动 参考系-概述说明以及解释
圆周运动参考系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在圆周运动中，物体围绕固定轴或点以特定的路径进行运动。
圆周运动是物体运动的一种普遍形式，广泛应用于日常生活、自然界和科学研究中。
圆周运动的基本特点是物体在运动过程中不断改变方向，但保持距离固定。
在圆周运动中，物体会沿着一个圆形轨道或弧线进行运动，同时遵循特定的速度和加速度规律。
圆周运动可以以直观、美学和实用的方式展示出来，例如地球围绕太阳的公转、行星围绕恒星的运动，或者钟表上指针的转动等。
在物理学中，圆周运动可以通过数学方法进行描述。
通过引入角度的概念，我们可以用角度来表示物体在圆周运动中所处的位置。
同时，线速度和角速度的概念也被引入，用于描述物体在圆周运动中的速度和旋转快慢。
而参考系则是指观察和描述物体运动时所选择的参考框架。
在圆周运动中，选择不同的参考系会对我们对运动的观察和描述产生影响。
不同的参考系可能导致不同的运动轨迹、速度和加速度的测量结果。
因此，对于准确理解和描述圆周运动，必须明确所选择的参考系。
本文旨在探讨圆周运动及其数学描述，并重点研究参考系对圆周运动的影响。
通过分析不同参考系下的运动特点和描述方法，旨在揭示圆周运动中的规律和规则，并深入探讨参考系对圆周运动的影响以及其在科学研究和实际应用中的重要性。
总之，圆周运动是一种常见且重要的物体运动形式，它在日常生活和科学研究中都具有重要的应用价值。
通过研究圆周运动的定义、基本概念、数学描述以及参考系对其影响的现象，我们可以更好地理解和应用圆周运动的规律，并为未来的研究提供新的思路和方向。
1.2文章结构文章结构（Article Structure）是指文章的整体组织和布局，它决定了文章的逻辑序列和篇章框架，使读者能够清晰地理解和吸收文章中的内容。
本文的文章结构主要分为引言、正文、参考系对圆周运动的影响、结论四个部分。
引言（Introduction）部分主要是对文章的研究对象进行概述，并说明文章的目的和意义。
2.1《描述圆周运动》导学案 教科版必修2
第1节描述圆周运动【学习目标】1．根据实例归纳圆周运动的运动学特点，知道它是一种特殊的曲线运动，知道它与一般曲线运动的关系。
2．理解表征圆周运动的物理量，利用各物理量的定义式，阐述各物理量的含义及相互关系。
3．知道圆周运动在实际应用中的普遍性。
用半径、线速度、角速度的关系揭示生活、生产中的圆周运动实例。
从而对圆周运动的规律有更深刻的领悟。
【自主学习】1．圆周运动是____________的一种，从地上物体的运动到各类天体的运动，处处体现着圆周运动或椭圆运动的和谐之美。
物体的___________________的运动叫做圆周运动。
2．在课本图2－1－1中，从运动学的角度看有什么共同的特点：_____________________ ________________________________________________________________。
3．在圆周运动中，最简单的一种是______________________。
4．如果质点沿圆周运动，在_____________________________，这种运动就叫做匀速圆周运动。
5．若在时间t内，做匀速圆周运动的质点通过的弧长是s，则可以用比值________来描述匀速圆周运动的快慢，这个比值代表___________________________，称为匀速圆周运动的_____________。
6．匀速圆周运动是一种特殊的曲线运动，它的线速度就是________________。
这是一个________量，不仅有大小，而且有方向。
圆周运动中任一点的线速度方向就是_______________。
因此，匀速圆周运动实际是一种__________运动。
这里所说的“匀速”是指________________的意思。
7．对于做匀速圆周运动的质点，______________________________的比值，即单位时间内所转过的角度叫做匀速圆周运动的_________________，表达式是____________，单位是_____________，符号是________；匀速圆周运动是_______________不变的运动。
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A 圆周运动的运动学特征
一、概念和规律的理解
（一）圆周运动
1、定义：质点沿着圆周所做的运动叫做圆周运动。
2、条件：质点受到向心力的作用，这个向心力不断改变质点运动方向并始终指向圆心。
向心力是一个效果力。
3、匀速圆周运动：如果做圆周运动的质点的线速度大小保持不变，这种圆周运动叫做匀速圆周运动。
（二）描述圆周运动的物理量
1、线速度
（1）定义：质点做圆周运动通过的弧长s 和所用时间t 的比值叫做线速度。
（2）计算式：s v t
= ，单位为m/s 。
（3）方向：某点线速度的方向即为该点的切线方向。
（与半经垂直）
（4）物理意义：描述质点沿圆周运动的快慢。
注：对于匀速圆周运动，在任意相等时间内通过的弧长都相等，线速度大小不变，但方向时刻改变。
2、角速度
（1）定义：匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径转过的角度ϕ跟所用时间t 的比值，就是质点的角速度。
（2）计算式：=t ϕ
ω ，单位：rad/s
（3）物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢
注：对于匀速圆周运动，角速度大小不变。
3、周期、频率、转速
（1）周期：做匀速圆周运动的物体，转过一周所用的时间叫做周期。
用T 表示，单位为s 。
（2）频率：做匀速圆周运动的物体在1s 内转的圈数叫做频率。
用f 表示，其单位为转/秒（或赫兹），符号为r/s （或Hz ）。
（3）转速：工程技术中常用转速来描述转动物体上质点做圆周运动的快慢。
转
速是指物体单位时间内所转过的圈数，常用符号n 表示，转速的单位为转/秒，符号是r/s ，或转/分（min ）。
4、匀速圆周运动中各物理量之间的关系
角速度与线速度的关系：v r ω= 周期与线速度、角速度的关系：22=r T v ππω=
转速与线速度、角速度：122v n T r
ωππ=
== 二、典型例题
【例1】如图所示，小物体A 与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A 的受力情况是：（ ）
A 、受重力、支持力
B 、受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C 、受重力、支持力、向心力、摩擦力
D 、以上均不正确
【例2】机器上的转盘匀速转动，每分钟转45圈，离转轴0.1m 处有一个小螺母，求小螺母做圆周运动的周期、角速度、线速度。
【例3】如图所示，皮带传动装置转动后，皮带不打滑，则皮带轮上A 、B 、C 三点的情况是（ ）
A 、v A =v
B ，v B ＞v
C ； B 、ωA =ωB ，v B = v C
C 、v A ＝v B ，ωB ＝ωc
D 、ωA ＞ωB ，v B ＝v C
补充知识：同轴传动、皮带传动和齿轮传动
两个或者两个以上的轮子绕着相同的轴转动时，不同轮子上的点具有相同的角速度，通过皮带传动的两个轮子上，与皮带接触的点具有相同的线速度，齿轮传动和皮带传动具有相同的规律。
【例4】如图是自行车传动机构的示意图，其中Ⅰ是半径为r 1的大齿轮，Ⅱ是半径为r 2的小齿轮，Ⅲ是半径为r 3的后轮，假设脚踏板的转速为n r/s ，则自行车前进的速度为
A 、13
2
nr r r π B 、23
1nr r r π C 、132
2nr r r π D 、2312nr r r π 【例5】如图所示，直径为d 的纸质圆筒，以角速度ω绕轴O 高速运动，有一颗子弹沿直径穿过圆筒，若子弹穿过圆筒时间小于半个周期，在筒上先、后留下a 、b 两个弹孔，已知ao 、bo 间夹角为φ弧度，则子弹速度为多少？
三、课堂练习：
1.一质点做匀速圆周运动，下列说法中错误的是（ ）（多选）
A ．任意相等的时间内，通过的位移相同
B ．任意相等的时间内，通过相等的弧长
C ．任意相等的时间内，速度的变化量相同
D ．任意相等的时间内，转过相等的角度
2.一个物体以角速度ω做匀速圆周运动时，下列说法中正确的是：（ ）
A. 轨道半径越大，线速度越大
B. 轨道半径越大，线速度越小
C. 轨道半径越大，周期越大
D. 轨道半经越大，周期越小
3.关于圆周运动的下列说法中正确的是（ ）(多选)
A. 做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内通过的位移都相等
B. 做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内通过的路程都相等
C. 做圆周运动的物体的加速度一定指向圆心
D. 做圆周运动的物体的加速度不一定指向圆心
4.关于物体做匀速圆周运动的说法正确是（ ）
A. 速度大小和方向都改变
B. 速度的大小和方向都不变
C. 速度的大小改变，方向不变
D. 速度的大小不变，方向改变
5.下列说法中正确的是：（ ）
A. 匀速圆周运动是一种匀速运动
B. 匀速圆周运动是一种匀变速运动
C. 匀速圆周运动是一种变加速运动
D. 物体做圆周运动时，其合力垂直于速度方向，不改变线速度大小
6. 根据你的观察，下列物体正常绕轴转动时，角速度最大的是（ ）
A ．摩天轮上的游客
B ．钟表分针上的某一点
C ．钟表时针上的某一点
D ．电风扇转叶上的某一点
7. 目前，电脑中的光驱几乎都以“恒定角速度”方式驱动光盘，
即激光头读取数据时，光盘以恒定的角速度转动。
如图是光盘
示意图，光盘上凸凹不平的小坑对应存贮的数据，若欲使电脑
以较大速率读取数据，则激光头应该处于（ ）
A ．内圈
B ．外圈
C ．中间位置
D ．任意位置
8.如图所是一个玩具陀螺，a 、b 和c 是陀螺外表面上的三个点．当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是( )
A ．a 、b 和c 三点的线速度大小相等
B ．a 、b 和c 三点的角速度相等
C ．a 、b 的角速度比c 的大
D ．c 的线速度比a 、b 的大
9.对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是（ ）（多选）
A. A 轮带动B 轮沿逆时针方向旋转
B. B 轮带动A 轮沿逆时针方向旋转
C. C 轮带动D 轮沿顺时针方向旋转
D. D 轮带动C 轮沿顺时针方向旋转
10.如下图示为某一皮带传动装置。
主动轮的半径为r 1,从动轮的半径为r 2。
已知主动轮做顺时针转动，转速为n ，转动过程中皮带不打滑。
下列说法正确的是。
（ ）（多选）
A. 从动轮做顺时针转动
B. 从动轮做逆时针转动
C. 从动轮的转速为12r n r
D. 从动轮的转速为21
r
n
r
11.如下图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且R A=R C=2R B，则三质点的线速度之比为（），角速度之比为（）A. 2：2：1 B. 2：1：1 C. 1：2：4 D. 4：1：4
12.如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，
而后轮与小齿轮绕共同的轴转动。
在自行车正常行驶
时( )
A. 后轮边缘点与小齿轮边缘点的线速度相等
B. 后轮边缘点与小齿轮边缘点的角速度相等
C. 大齿轮边缘点与后轮边缘点的线速度相等
D. 大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的角速度相等
13.一个环绕中心线AB以一定的角速度转动，P、Q为环上两点，位置如图所示，
下列说法正确的是()．（多选）
A．P、Q两点的角速度相等
B．P、Q两点的线速度相等
C．P、Q两点的角速度之比为3∶1
D．P、Q两点的线速度之比为3∶1
14.在地球上，赤道附近的物体A和北京附近的物体B，随地球的自转而做匀速圆周运动,可以判断（）
A．物体A与物体B的向心力都指向地心
B．物体A的线速度的大小大于物体B的线速度的大小
C．物体A的角速度的大小大于物体B的角速度的大小
D．物体A的周期大于物体B的周期
15.一重球用细绳用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上，当车厢突然制动时，则：（）
A. 绳的拉力突然变小
B. 绳的拉力突然变大
C. 绳的拉力没有变化
D. 无法判断拉力有何变化
16.正常走动的钟表，其时针和分针都在做匀速转动，下列关系中正确的有( )
A．时针和分针角速度相同B．分针角速度是时针角速度的12倍C．时针和分针的周期相同D．分针的周期是时针周期的12倍
17.一水平放置的圆盘绕竖直固定轴匀速转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝．将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束．在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线．图(a)为该装置示意图，图(b)为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐
标表示接收到的激光信号强度，图中Δt
1=1．0×10-3s，Δt
2
=0.8×10-3s．
(1)利用图(b)中的数据求1s时圆盘转动的角速度；
(2)说明激光器和传感器沿半径移动的方向；
(3)求图(b)中第三个激光信号的宽度Δt
3
．。